Устройство для регулирования выпрямленного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в источниках питания ради технической аппаратуры. По основному авт.св. № 877743 из вестно устройство для регулирования вьшрямленного напряжения, содержащее трансформатор, вторичная обмотка которого выполнено со средней точкой соединенной с выходным нулевым выводом, диоды основного выпрямителя, связанные с крайними выводами вторич ной обмотки, два дросселя с отводами, средние выводы которых соединены с диодами основного выпрямителя, а крайние выводы - с выходным потенциальным выводом, два диода дополнител ного выпрямителя, связанные с соотве ствующими отводами дросселей и вредней точкой вторичной обмотки l2 . Недостатком указанного устройства для регулирования выпрямпенного напряжения является ограниченное применение устройства из-за невозможное ти стабилизации выходного напряжения постоянного тока при изменении напря жения питания переменного тока на первичной обмотке трансформатора. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем достижения стабилизации выходного напряжения, Поставленная цель достигается тем что в устройстве для регулирования вьэтрямленного напряжения, содержащем трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена со средней точкой, соединенной с выходньтм нулевым выводом, диоды основного выпрямителя, связанные с крайними вывofla ш вторичной обмотки трансформатора, два дросселя с отводами, средние выводы которых соеда1нены с диодами основного выпрямителя, а крайние выводы подсоеданены к выходному потенциаль ому выводу, два диода дополнительного выпрямителя, связанные с соответствующими отводами дросселей и средней точкой вторичной обмотки, отводы дросселей подключены через дополнительные диоды и переход эмиттер-коллектор последовательного регулирующего транзистора введенного линейного регулятора напряжения к точке соединения двух введенных диодов вспомогательного выпрямителя, подключенного к введенным отводам вторичной обмотки трансформатора, а измерительный элемент линейного регулятора напряжения подключен к вькодному потенциальному и нулевому выводам устройства. На чертеже представлена электрическая схема устройства для регулирования выпрямленного напряжения. Устройство содержит трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого подключена к входным выводам, а вторичная обмотка 3 выводами 4-6 подсоединена к основному диодному выпрямителю 7 с индуктивно-емкостным фильтром. Вспомогательный выпрямитель 8 входом подсоединен к отводам первичной обмотки 3 трансформатора 1, а выходом подключен к входу линейного последовательного регулятора 9. Основной диодный выпрямитель 7 включает в себя диоды tO-13, дросселя 14 и 15 и конденсатор 16, причем одни выводы диодов 10 и 11 подсоединены к входам основного диодного выпрямителя 7, а их другие выводы подключены к средним выводам соответственно дросселей 14 и 15, первые крайние выводы которых соединены с выходим потенциальным выводом 17 и одним выводом кондеисатора 16. Вторые крайние вьшоды дросселей 14 . и 15 подключены к выходу линейного последовательного регулятора 9. Вспомогательньй выпрямитель 8 включает в себя диоды 18 и 19, общая точка которых подключена к его выходу. Средняя точка 6 вторичной обмотки 3 транс форматора 1 подсоединена к выходно-; му нулевс 1у выводу 20 и общей шине линейного последовательного регулятора 9, включающего в себя регулирующий транзистор 21, коллекторный переход которых зашунтирован первым резистором 22, базой подсоединенной к выходу усилительного элемента 23, первый вход которого соединен с выходом делителя 24 напряжения, входом подсоединенного между выходны- . ми потенциальными 17 и нулевым 20 выводами. Второй вход усилительного элемента 23 подключен к стабилитрону 25, подсоединенному через второй резистор 26 и выпрямительный диод 27 к выводу 5 вторичной обмотки 3 трансформатора 1, Второй вьтод конденсатора 16 соединен с нулевым выводом 20.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на первичную обмотку 2 трансформатора 1 переменного напряжения на выводах 4-6 вторичной обмотки 3 появляется переменное напряжение, при этом в положительный полупериод основной диод 10 вьтрямителя 7 открыт, а его дополнительный диод 12 закрыт обратным напряжением. По части обмотки дросселя 14 выпрямителя 7, включенной между катодом основного диода 10 и конденсатором 16, протекает ток нагрузки и в дросселе 14 накапливается магнит ная энергия.

Одновременно переменное напряжение с части виткоч вторичной обмотки трансформатора поступает на вход двухполупериодного вспомогательного выпрямителя 8. С выхода выпрямителя 8 обеспечивается напряжением питания постоянного тока последовательный линейный регулятор 9 напряжения, а с выхода однополупериодного вьтрямителя 27 обеспечивается напряжением питания источник опорного напряжения измерительного элемента на стабилитроне 25. На выходе регулятора 9 также появится напряжение постоянного тока, уоовень которого будет определяться разницей опорного напряжения на стабилитроне 25 и частью выходного напряжения устройства, снимаемого с делителя на резисторе 24,

В отрицательный полупериод питающего напряжения основной диод 10 закрывается, а основной диод 11 открывается, и в дросселе 15 также накапливается магнитная энергия. При этом дополнительный диод 12 открывается под воздействием ЭДС самоиндукции,возникающей в дросселе ЭДС самоиндукции дросселя 14 складывается с вспомогательным напряжением

на выходе линейного регулятора 9 и поддерживает ток в цепи нагрузки устройства. В следующий период питающего напряжения все процессы повторяются.

Выходное напряжение устройства регулируется путем изменения коэффициента трансформации дросселя. Стабильность выставленного значения выходного напряжения поддерживается при изменении напряжения изменением уровня вспомогательного напряжения.

Предположим, что при увеличении питдющего напряжения увеличилось выходное напряжение и напряжение на нижнем плече делителя на резисторе 24. Разница между ним и опорным напряжением на стабилитроне 25 будет приложена к базе транзистора 23 усилителя обратной связи. В результате возрастает ток коллектора транзистора 23, приводя к увеличению падения напряжения на транзисторе 2t. Вспомогательное напряжение на вьлсоде регулятора 9 уменьшается, компенсируя увеличение напряжения питания, и напряжение на выходе устройства останется на прежнем стабилизируемом уровне.

Koэф ициeнт полезного действия предлагаемого устройства для регулирования выпрямленного напряжения больше КПД известных линейных стабилизаторов напряжения, так как через регулятор 9 напряжения пропускается только часть энергии, потребляемой нагрузки.

Использование предлагаемого дополнительного изобретения в сравнении с основным позволяет дополнительно обеспечить стабильность выходного напряжения при изменении напряжения питания, что дает возможность исключить отдельный стабилизатор напряжения, необходимый при применении основного изобретения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ по авт„св. № 877743, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем достижения стабилизации выходного напряжения, отводы дросселей подключены через дополнительные диоды и переход эмиттер-коллектор последовательного регулирующего транзистора введенного линейного регулятора напряжения к точке соединения двух введенных диодов вспомогательного выпрямителя, подключенного к введенным отводам вторичной обмотки трансформатора, а измерительный элемент линейного регулятора напряжения подключен к выходному потенциальному и нулевому выводам.